JP2015191592A - 自律走行作業車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】衛星測位システムを利用して機体の位置を測位する位置算出手段と、設定した走行経路Rに沿って自動的に走行及び作業をさせる制御装置30とを備えた自律走行作業車両1において、自律走行作業車両1の周囲に障害物が存在しないかどうかを検出する障害物検知手段となる障害物センサ41と、障害物センサ41の感度を調整する感度調整手段30bとを設け、前記障害物センサ41の感度を、設定作業エリア内は高く、設定作業エリア外は低くなるように感度調整手段30bにより感度を調整する。
【選択図】図3
Description
請求項2においては、前記制御装置は、障害物検知手段による検知範囲が設定した設定作業エリア内となるように感度調整手段により感度を調整するものである。
請求項3においては、前記制御装置は、前記検知範囲は設定作業エリアの中央部で広く、設定作業エリアの外周に近づくほど小さくなるように感度調整手段により感度を調整するものである。
請求項5においては、前記制御装置には、環境認識手段と手動入力手段が接続され、環境認識手段の検出値に基づいて、または、手動入力手段の入力により、制御装置に備えるモード切替手段により直射日光モードに切り換えて、感度調整手段により感度を低下させるものである。
請求項6においては、前記制御装置には、手動入力手段及び環境認識手段としての降雨検知センサが接続され、該降雨検知センサにより降雨を検知すると、或いは、手動入力手段により雨と入力すると、制御装置は感度調整手段により感度を低下させるものである。
請求項8においては、前記制御装置に備えられる記憶装置には、昼夜や天候の環境状態と、その時の感度調整の履歴が記憶されるものである。
ジャイロセンサ31は自律走行作業車両1の機体前後方向の傾斜(ピッチ)の角速度、機体左右方向の傾斜(ロール)の角速度、および旋回(ヨー)の角速度、を検出するものである。該三つの角速度を積分計算することにより、自律走行作業車両1の機体の前後方向および左右方向への傾斜角度、および旋回角度を求めることが可能である。ジャイロセンサ31の具体例としては、機械式ジャイロセンサ、光学式ジャイロセンサ、流体式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等が挙げられる。ジャイロセンサ31は制御装置30に接続され、当該三つの角速度に係る情報を制御装置30に入力する。
GPSは、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のGPS衛星(六軌道面に四個ずつ配置)、GPS衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の通信機で構成される。
GPSを用いた測位方法としては、単独測位、相対測位、DGPS(ディファレンシャルGPS)測位、RTK−GPS(リアルタイムキネマティック−GPS)測位など種々の方法が挙げられ、これらいずれの方法を用いることも可能であるが、本実施形態では測定精度の高いRTK−GPS測位方式を採用し、この方法について図1、図2より説明する。
GPSに関する情報は、自律走行作業車両1の実位置となる経度や緯度、衛星の補足数や電波受信強度や測位システムの異常等である。
制御装置30には、モード切替手段30aと感度調整手段30bとを備える。
制御装置30には、障害物検知手段となる障害物センサ41が接続され、障害物センサ41の感度は感度調整手段30bにより変更可能としている。障害物センサ41は光センサまたは超音波センサで構成され、障害物に当接して反射した光または音を検出することで障害物を検出するようにしている。
障害物センサ41は自律走行作業車両1の前方の所定の検知範囲Kに人や物等の障害物が存在しないか検知する。前記検知範囲Kは設定作業エリア内の走行位置に応じて感度調整手段30bにより調整される。つまり、障害物センサ41の感度を、設定作業エリア内は高く、設定作業エリア外は低くなるように感度調整手段30bにより感度を調整する。設定作業エリアを圃場Hとすることで、圃場H内を走行するときには小さな障害物でも敏感に反応して、オペレータに注意を促し、圃場H外を検知しているときには、障害物が存在しても検知しないようにしている。
但し、環境(天候)を認識するために、環境認識手段として光センサ71、外気温度センサ72及び降雨検知センサ73を用いているが、インターネットを介して天気情報を直接制御装置30に読み込むように構成してもよい。なお、インターネットからの情報は広い範囲であるため、実際の場所では雨が降らないこともあり、天気予報が外れる場合もあるので、降雨検知センサ73からの検出で補正することが好ましい。
前記遠隔操作装置112には、誤報通知手段としての誤報スイッチ76が設けられ(図2)、誤報スイッチ76は遠隔操作装置112の制御装置130と接続されている。但し、誤報スイッチ76を設ける場所は遠隔操作装置112に限定するものではなく、随伴走行作業車両100や自律走行作業車両1の運転席近傍の操縦部に配置してもよい。
まず、フラグを0とし、誤報回数n=0とする(S101)。障害物センサ41が障害物を検知したか判断する(S102)。障害物センサ41が障害物を検知すると警報を発して表示する(S103)。障害物がなくなった、あるいは、解除スイッチ75が操作されているか判断し(S104)、この警報および表示が解除されると(S105)、ステップS102に戻る。ステップS104で誤検知であると警報を解除せず誤報スイッチ76を押すので、誤報スイッチ76が操作されたか判断する(S106)。操作されないとステップS104に戻り、操作されると警報および表示を解除し(S107)、誤報回数nをn+1とする(S108)。初めての誤報であればN=1となる。次に、フラグが1であるか判断する。つまり、感度を下げたときにフラグを立てるようにするので、フラグが1かどうか判断し(S109)、1でない(感度を下げていない通常検知)場合は、誤報回数nが第一設定数N1以上か判断する(S110)。N1未満の場合ステップS102に戻り、誤報回数nが第一設定数N1以上となると障害物センサ41の感度を所定レベル下げて(S111)、誤報回数nを0と(リセット)し(S112)、フラグ1を立てて(S113)ステップS102に移行する。
前記遠隔操作装置112には、失報通知手段としての失報スイッチ77が設けられ、失報スイッチ77は制御装置130と接続されている。また、遠隔操作装置112には自律走行作業車両1を緊急停止させるための緊急停止ボタン78が設けられて制御装置130と接続されている。但し、失報スイッチ77及び緊急停止ボタン78を設ける場所は遠隔操作装置112に限定するものではなく、随伴走行作業車両100や自律走行作業車両1の運転席近傍の操縦部に配置してもよい。なお、緊急停止はエンジン3を停止させて走行も作業もできないようにすることとする。
まず、フラグを0とし、失報回数m=0とする(S201)。オペレータが失報スイッチ77(あるいは緊急停止ボタン78)を操作したか判断する(S202)。失報スイッチ77が操作されると警報および表示を行い停止する(S203)、失報回数mをm+1とする(S204)。次にフラグが1であるか、つまり感度を上げたか判断し(S205)、1でない(感度を上げていない)場合は、失報回数mが第三設定数N3以上か判断する(S206)。N3未満の場合ステップS202に戻り、失報回数mが第三設定数N3以上となると障害物センサ41の感度を所定レベル上げて(S207)、失報回数mをリセットし(S208)、フラグ1を立てて(S209)ステップS202に移行する。
30 制御装置
30b 感度調整手段
30m 記憶装置
41 障害物センサ
49 表示手段
112 遠隔操作装置
113 ディスプレイ
Claims (8)
- 衛星測位システムを利用して機体の位置を測位する位置算出手段と、設定した走行経路に沿って自動的に走行及び作業をさせる制御装置とを備えた自律走行作業車両において、自律走行作業車両の周囲に障害物が存在しないかどうかを検出する障害物検知手段と、障害物検知手段の感度を変更する感度調整手段とを設け、前記制御装置は、前記障害物検知手段の感度を、設定作業エリア内は高く、設定作業エリア外は低くなるように感度調整手段により感度を調整することを特徴とする自律走行作業車両。
- 前記制御装置は、障害物検知手段による検知範囲が設定した設定作業エリア内となるように感度調整手段により感度を調整することを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業車両。
- 前記制御装置は、前記検知範囲は設定作業エリアの中央部で広く、設定作業エリアの外周に近づくほど小さくなるように感度調整手段により感度を調整することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自律走行作業車両。
- 前記制御装置には、環境認識手段が接続され、該環境認識手段の検出値に応じて天候を判断し、この天候に応じて感度調整手段により障害物検知手段の感度を変更することを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業車両。
- 前記制御装置には、環境認識手段と手動入力手段が接続され、環境認識手段の検出値に基づいて、または、手動入力手段の入力により、制御装置に備えるモード切替手段により直射日光モードに切り換えて、感度調整手段により感度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業車両。
- 前記制御装置には、手動入力手段及び環境認識手段としての降雨検知センサが接続され、該降雨検知センサにより降雨を検知すると、或いは、手動入力手段により雨と入力すると、制御装置は感度調整手段により感度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業車両。
- 制御装置には、手動入力手段及び環境認識手段としての光センサが接続され、該光センサにより検出した照度が、設定照度以下の場合、夜と判断し、或いは、手動入力手段により夜と入力すると、モード切替手段によりヘッドライトモードに切り換えて、設定照度以上の検出値が取得されるとフィルタを通過させて所定値以下の検出値のみ取得することを特徴とする請求項1に記載の自律走行作業車両。
- 前記制御装置に備えられる記憶装置には、昼夜や天候の環境状態と、その時の感度調整の履歴が記憶されることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の自律走行作業車両。
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